DE102007047678A1 - Handling device for electronic components, in particular ICs, with pneumatic cylinder movement device for moving plungers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Handhabungsvorrichtung für elektronische Bauelemente, insbesondere IC's, mit mindestens einer Transporteinheit zum Transportieren von zu testenden Bauelementen in eine Position, in der die Bauelemente Kontakteinrichtungen einer Testvorrichtung gegenüberliegen, und mit einer von der Transporteinheit getrennten Vorschubeinrichtung zum Verschieben von Plungern, die auf der Transporteinheit angeordnet und zum Halten der Bauelemente ausgebildet sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The The invention relates to a handling device for electronic components, especially IC's, with at least one transport unit for transporting to testing devices in a position in which the components Contact devices of a test device are opposite, and with one of the transport unit separate feed device for moving of plungers, which are arranged on the transport unit and for holding the Components are formed, according to the preamble of the claim 1.
Elektronische Bauelemente, wie beispielsweise IC's (Halbleiterbauelemente mit integrierten Schaltungen), werden üblicherweise auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft, bevor sie beispielsweise auf Leiterplatten montiert oder anderweitig verwendet werden. Die zu testenden Bauelemente werden hierbei von einem üblicherweise als "Handler" bezeichneten Handhabungsautomaten mit Kontakteinrichtungen kontaktiert, die insbesondere als Kontaktsockeln ausge bildet sind und mit einem Testkopf einer Testvorrichtung in elektrischem Kontakt stehen. Nach Beendigung des Testvorgangs werden die Bauelemente mittels des Handlers wieder von den Kontakteinrichtungen entfernt und in Abhängigkeit des Testergebnisses sortiert.electronic Devices, such as ICs (Semiconductor Devices with Integrated Circuits), become common on their functionality checked out before For example, they are mounted on printed circuit boards or otherwise used become. The components to be tested are usually of one referred to as "handler" handling machines contacted with contact devices, in particular as contact sockets are formed and with a test head of a test device in electrical contact. After completion of the test process will be the components by means of the handler again from the contact devices removed and depending of the test result.
Zum Halten und Kontaktieren der Bauelemente weisen Handler üblicherweise Plunger auf, d. h. längsverschiebbare Halteeinheiten, welche die Bauelemente insbesondere durch Aufbringen einer Saugkraft mittels Vakuum halten können. Die Plunger werden nach dem Aufsetzen der Bauelemente innerhalb des Handlers in eine Position gebracht, in der sie auf geradlinigem Weg weiter zu den Kontakteinrichtungen vorgeschoben werden können, bis die Bauelemente mit den Kontakteinrichtungen in Kontakt gelangen. Nach Durchführung der Testvorgänge werden die Bauelemente mittels der Plunger wieder vom Testkopf entfernt und derart positioniert, dass sie über eine Entladestation aus dem Handler entfernt und in Abhängigkeit des Testergebnisses sortiert werden können.To the Holding and contacting the components usually have handlers Plunger on, d. H. longitudinally movable Holding units, which the components in particular by applying a suction force can hold by vacuum. The plungers will follow placing the components within the handler in a position in which they continue on a straight path to the contact facilities can be advanced until the components come into contact with the contact devices. After execution of the test procedures the components are removed from the test head by means of the plunger and positioned so as to pass over an unloading station removed from the handler and in dependence of the test result can be sorted.
Um den Testvorgang der Bauelemente auf möglichst wirtschaftliche Weise durchführen zu können, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Handler mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten, d. h. dass möglichst hohe Durchsätze erzielt werden.Around the test process of the components in the most economical manner carry out to be able to It is crucial that the handlers with very high Speeds work, d. H. that achieves the highest possible throughputs become.
Zu diesem Zweck ist bereits eine Handlerzentraleinheit mit einem quaderförmigen Zentralteil bekannt, an dem eine Mehrzahl von Plungern längsverschiebbar geführt ist, die an ihrem vorderen Ende die Bauelemente mittels Vakuum halten. Das Schieben der Plunger erfolgt dort mittels einer Vorschubeinrichtung in der Form von Pneumatikzylin dern. Obwohl sich dieses Prinzip bewährt hat, ist es schwierig oder mit hohem Aufwand verbunden, auf diese Weise eine Vielzahl von Plungern der Transporteinheit in kürzester Zeit und auf sehr präzise Weise bis in die vordere Kontaktposition zu bringen und dabei gleichzeitig eine weiche, schonende Kontaktierung der Bauelemente sicherzustellen.To For this purpose, a handler central unit with a cuboid central part is already known, on which a plurality of plungers is guided longitudinally displaceable, which hold the components at their front end by means of vacuum. The pushing of the plunger takes place there by means of a feed device in the form of Pneumatikzylin countries. Although this principle has been proven, It is difficult or costly in this way a variety of plungers of the transport unit in the shortest possible time Time and very precise Way to bring to the front contact position while doing so to ensure a soft, gentle contacting of the components.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handhabungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Vorschubeinrichtung zu schaffen, mit der auch eine Mehrzahl von Plungern, an denen die zu testenden Bauelemente gehalten sind, auf relativ einfache, schnelle und präzise Weise in die vordere Testposition überführt werden können und eine schonende Kontaktierung der Bauelemente erreicht werden kann.Of the Invention is based on the object, a handling device of the type mentioned above with a feed device, with the also a plurality of plungers on which to test Components are held in a relatively simple, fast and accurate manner be transferred to the front test position can and a gentle contacting of the components can be achieved can.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Handhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.These The object is achieved by a Handling device solved with the features of claim 1. advantageous embodiments The invention are described in the further claims.
Bei der erfindungsgemäßen Handhabungsvorrichtung ist die Pneumatikzylindereinrichtung verschiebbar ausgebildet und mit einer die Pneumatikzylindereinrichtung in Axialrichtung der Plunger hin- und herbewegenden Pneumatikzylinderbewegungseinrichtung gekoppelt.at the handling device according to the invention the pneumatic cylinder device is slidably formed and with a pneumatic cylinder device in the axial direction of the Plunger reciprocating pneumatic cylinder mover coupled.
Erfindungsgemäß besteht somit die Vorschubeinrichtung zum Verschieben der Plunger aus einer Kombination einer verschiebbar angeordneten Pneumatikzylindereinrichtung und einer die Pneumatikzylindereinrichtung in Axialrichtung der Plunger hin- und herbewegenden Pneumatikzylinderbewe gungseinrichtung. Dadurch, dass die Pneumatikzylinder als ganzes von der Pneumatikzylinderbewegungseinrichtung hin- und herbewegt werden, kann die Pneumatikzylinderbewegungseinrichtung gezielt dahingehend ausgebildet und optimiert werden, dass der erforderliche Zustellweg auf sehr schnelle Weise überbrückt werden kann, während die Pneumatikzylinder als Federelemente wirken, die eine weiches Aufsetzen der Anschlusskontakte des Bauelements auf den Kontakteinrichtungen (Kontaktsockeln) sicherstellen. Hierdurch kann einerseits eine sehr schnelle und andererseits auch weiche, sanfte Kontaktierung erreicht werden, was insbesondere die an den Kontakteinrichtungen vorhandenen Anschlusskontakte, beispielsweise Kontaktfedern, schont. Weiterhin ergibt sich durch den Weg, den die Pneumatikzylinder mit ihrem Hub ausgleichen können, die Möglichkeit, Toleranzen bei der Kontaktierung auszugleichen. Alle Bauelemente werden mit dem gleichen Druck gegen die Kontakteinrichtungen gedrückt.According to the invention Thus, the feed device for moving the plunger from a Combination of a displaceably arranged pneumatic cylinder device and a pneumatic cylinder device in the axial direction of the Plunger reciprocating Pneumatikzylinderbewe supply device. Characterized in that the pneumatic cylinder as a whole of the pneumatic cylinder movement device moved back and forth can, the pneumatic cylinder movement means targeted to that effect be formed and optimized that the required delivery path be bridged in a very fast way can, while the pneumatic cylinders act as spring elements that provide a soft touchdown the connection contacts of the device on the contact devices (Contact Sockets). This can on the one hand a very fast and on the other hand also soft, gentle contact can be achieved which in particular the connection contacts present at the contact devices, For example, contact springs, spares. Furthermore, results from the way that the pneumatic cylinders can balance with their stroke, the Possibility, To compensate for tolerances in the contacting. All components are pressed against the contactors at the same pressure.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Pneumatikzylinderbewegungseinrichtung aus einer Kurbelwelleneinrichtung, die eine Antriebseinrichtung, eine von der Antriebseinrichtung in Umdrehung versetzbare Kurbelwelle und mindestens eine exzentrisch an der Kurbelwelle gelagerte Kurbelstange aufweist, die mit der Pneumatikzylindereinrichtung gekoppelt ist, um diese in Axialrichtung der Plunger zu verschieben. Eine derartige Kurbelwelleneinrichtung bietet den Vorteil, dass mittels dieser die Plunger, an denen die Bauelemente gehalten werden, auf relativ einfache, sehr schnelle und präzise Weise von ihrer zurückgezogenen Position in ihre vordere Kontaktposition überführt werden können. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass die Kurbelwelleneinrichtung eine geschwindig keitsabhängige Zustellung der Plunger ermöglicht, wobei die Zustellgeschwindigkeit von der Winkelposition der Kurbelwelle abhängt. Zweckmäßigerweise wird die Kurbelstange dabei so an der Kurbelwelle gelagert, dass die Zustellgeschwindigkeit bei Annäherung an die vordere Kontaktposition (Endposition) zunehmend niedriger wird, während die Zustellgeschwindigkeit zumindest über den größeren Teil des übrigen Zustellwegs sehr hoch sein kann. Auf diese Weise können kurze Zustellzeiten bei gleichzeitig sanfter Kontaktierung der Bauelemente mit den Kontaktiereinrichtungen (z. B. Kontaktsockeln) erzielt werden.According to an advantageous embodiment, the pneumatic cylinder movement device a crankshaft assembly comprising a drive means, a crankshaft rotatable by the drive means, and at least one crank rod mounted eccentrically on the crankshaft, coupled to the pneumatic cylinder means for displacing them in the axial direction of the plungers. Such a crankshaft device has the advantage that by means of this the plungers, on which the components are held, can be transferred from their retracted position into their front contact position in a relatively simple, very fast and precise manner. It is of particular advantage in this case that the crankshaft device allows a speed-dependent delivery of the plunger, wherein the feed speed depends on the angular position of the crankshaft. Conveniently, the connecting rod is mounted on the crankshaft so that the approach speed is increasingly lower when approaching the front contact position (end position), while the delivery speed can be very high, at least over the greater part of the rest of the delivery. In this way, short delivery times can be achieved with simultaneous gentle contacting of the components with the contacting devices (eg contact sockets).
Die Pneumatikzylinderbewegungseinrichtung kann auch aus einer anderen Bewegungseinrichtung bestehen. Beispielsweise ist es möglich, hierfür einen Spindelantrieb vorzusehen. Weiterhin ist es auch denkbar, die Pneumatikzylindereinrichtung ebenfalls auf pneumatische Weise, beispielsweise mittels eines zentralen Vorschubzlyinders, hin- und her zu bewegen.The Pneumatic cylinder moving device can also be from another Motion device exist. For example, it is possible for this one Provide spindle drive. Furthermore, it is also conceivable, the pneumatic cylinder device also in a pneumatic manner, for example by means of a central Feed cylinder, to move back and forth.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Pneumatikzylindereinrichtung einen Plattenträger und eine an diesem befestigte Zylinderhalteplatte auf, wobei der Plattenträger verschiebbar an einer stationär innerhalb der Handhabungsvorrichtung angeordneten Führungseinrichtung geführt ist und die Pneumatikzylinder an der Zylinderhalteplatte befestigt sind. Dies ermöglicht eine sehr präzise Führung der Pneumatikzylindereinrichtung in Zustellrichtung und erleichtert darüber hinaus die Montage, da die Pneumatikzylinder vorab auf der Zylinderhalteplatte montiert werden können.According to one advantageous embodiment has the pneumatic cylinder means a plate carrier and a fixed thereto Cylinder holding plate on, wherein the plate carrier displaceable on a stationary within the handling device arranged guide means is guided and the pneumatic cylinders are attached to the cylinder holding plate. this makes possible a very precise guide the pneumatic cylinder device in the delivery direction and facilitates about that addition, the assembly, since the pneumatic cylinder in advance on the cylinder plate can be mounted.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist jedem Plun ger einer Transporteinheit ein Pneumatikzylinder zugeordnet. Hierdurch kann jedes Bauelement beim Kontaktieren unabhängig von anderen Bauelementen abgefedert werden.According to one advantageous embodiment each Plun ger a transport unit assigned a pneumatic cylinder. As a result, each component when contacting regardless of other components are cushioned.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist für jeden Pneumatikzylinder oder für einzelne Untergruppen von Pneumatikzylindern ein Steuerventil zum Öffnen bzw. Schließen zugeordneter Pneumatikleitungen vorgesehen, so dass jeder Pneumatikzylinder oder Untergruppen von Pneumatikzylindern individuell über die Steuerventile aktivierbar und nur ausgewählte Plunger in die vordere Testposition überführbar sind. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit des "Disabling". Fallen z. B. testerseitig verschiedene Kontaktiereinrichtungen aus oder sollen nicht alle Kontaktiereinrichtungen bedient werden, so können einzelne Pneumatikzylinder eingezogen werden, wodurch die entsprechenden Plunger nicht in die vordere Kontaktposition überführt werden.According to one advantageous embodiment for each Pneumatic cylinder or for individual subgroups of pneumatic cylinders, a control valve for opening or Shut down assigned pneumatic lines provided so that each pneumatic cylinder or subgroups of pneumatic cylinders individually via the Control valves can be activated and only selected plungers in the front Test position can be transferred. In this way, there is the possibility of "disabling". Fall z. B. tester side different contactors or not all Contacting devices are operated, so can individual pneumatic cylinders be retracted, whereby the corresponding plunger not in the front contact position are transferred.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Pneumatikzylinder als Kurzhubzlyinder ausgebildet und weisen Kolbenstangen auf, die durch Luftdruck nachgiebig im Zylindergehäuse gehalten sind, wobei die Kraft zum Einschieben der Kolbenstangen zumindest über einen anfänglichen Teil des Einschubwegs im Wesentlichen konstant bleibt. Hierdurch ist es auf besonders präzise Weise möglich, die Bauelemente auch dann, wenn sie oder die Kontakteinrichtungen (Kontaktsockel) größere Maß- oder Lagetoleranzen aufweisen, auf einheitliche Weise mit dem gewünschten Druck an die Kontakteinrichtungen anzudrücken.According to one advantageous embodiment the pneumatic cylinder designed and shown as Kurzhubzlyinder Piston rods, which are resiliently held in the cylinder housing by air pressure, wherein the force for inserting the piston rods at least over one initial Part of the insertion path remains substantially constant. hereby it is very precise Way possible, the Components even if they or the contact devices (contact socket) larger dimensional or positional tolerances in a uniform manner with the desired pressure to the contactors to press.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. It demonstrate:
Anhand
von
Die
Bauelemente werden zunächst
einer Ladeeinheit
Der
Testkopf
Nach
Beendigung des Tests werden die Bauelemente von der Handhabungsvorrichtung
Die
außerhalb
der Handhabungsvorrichtung
Anhand
der
Wie
aus
An
jedem Umlaufwagen
Die
Umlaufwagen
Wie
in
Die
lösbare
Befestigung der Bodenplatte
Wie
aus
Damit
beim Temperieren der Bauelemente
Jeder
Umlaufwagen
Wie
aus
Aufgrund
dieser Anordnung ist es möglich, die
Umlaufwagen
Um
die zu testenden Bauelemente
Wie
aus der schematischen Darstellung von
Die
Kurbelwelleneinrichtung
Beidseits
der Kurbelwelle ist jeweils eine Kurbelstange
Die
beiden Kurbelstangen
Die
Zylinderhalteplatte
Die
Pneumatikzylinder
Die
Plunger
Um
die Bauelemente
Der
normale Hubweg für
die Zustellung der Plunger
Nach
Beendigung des Testvorgangs wird die Kurbelwelle
Die
Vorschub- bzw. Rückzuggeschwindigkeit der
Vorschubeinrichtung
In
Bei
den ersten und zweiten Pneumatikleitungen
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